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Stromrückgewinnungsautomat, insbesondere- für elektrische Bahnzwecke
In dem Hauptpatent ist eine Schalteinrichtung beschrieben, bei der die Spule eines
polarisierten Relais parallel zu den Unterbrechungskontakten eines in die Rückstromleitung
gelegten Schützes geschaltet ist. Dieses Relais schließt bei Stromfluß aus den als
Generatoren arbeitenden Bahnmotoren in das Netz Kontakte, die zur Einschaltung des
Schützes für die Nutzbremsung dienen.
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Die Erfindung stellt eine weitere vorteilhafte Ausbildung der in dem
Hauptpatent beschriebenen Schalteinrichtung dar. Das polarisierte Relais bzw. dessen
Anker hat bekanntlich je nach der Stromrichtung einen Ausschlag in der einen oder
anderen Richtung @ an einem Nullpunkt aus. Bei der bekannten Schalteinrichtung wird
nun der Ausschlag des polarisierten Relais lediglich in der einen Richtung benutzt,
und zwar wenn der Generatorstrom, nicht aber der Motorstrom durch die Spule des
Relais fließt. Erfindungsgemäß wird der Ausschlag des Instrumentes in der anderen
Richtung, d. h. wenn der Motorstrom fließt, dazu benutzt, einen Höchststromschalter,
etwa mit Hilfe einer Auslösespule, zu betätigen, der dem Rückgewinnungsschütz vorgeschaltet
ist. Hierdurch entsteht der bedeutende Vorteil, daß die Verbindung zwischen den
Motoren und dein Netz auf jeden Fall unterbrochen wird, falls sich die Stromrichtung
umkehren und das Rückgewinnungsschütz aus irgendeinem Grunde nicht ausgeschaltet
haben sollte, und zwar erfolgt die Unterbrechung stets dann, wenn der Strom durch
Null geht, so daß hier die weitgehendste Nutzwirkung bei größter Sicherheit erreicht
wird. Weiterhin kann der Ausschlag des Relais in derselben Richtung (bei Motorstrom)
dazu benutzt werden, vor die Spannungsspule des polarisierten Relais einen Schutzwiderstand
vorzuschalten. Zur Sicherheit kann das Rückgewinnungsschütz mit einem Hilfsarbeitskontakt
versehen werden, der in dem von dem polarisierten Relais zu schließenden Auslösestromkreis
für den Höchststromschalter liegt. Durch diese Anordnung wird der Höchststromschalter
nur dann zur Ausschaltung gezwungen, wenn das Rückgewinnungsschütz nach der Absteuerung
durch das Relais in der Tat eingeschaltet -gelblieben ist. Der Höchststromschalter
läßt sich zusammen mit dem Rückgewinnungsschütz zu einem einzigen Schaltgerät verbinden,
wenn er eine Einschaltspule erhält und in der Ein-
Schaltlage durch
eine V erklinkung oder eine magnetische Festhaltevorrichtung gehalten wird. Der
Höchststromschalter ist ferner mit Hilfskontakten ausgestattet, die seinen Einschalt-
bzw. Ausschaltstromkreis nach Erreichung der jeweiligen Einschalt- oder Ausschaltlage
unterbrechen. Auf diese Weise wird eine Entlastung der Kontakte des empfindlichen
* polarisierten Relais erreicht.
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In der Zeichnung wird ein Schaltungsbeispiel gezeigt. Die Bremsschaltung
des Motors ist in der rechten Hälfte des Bildes dargestellt. Es sind hier der Motoranker
mit i, die Feldwicklung mit 2, der regelbare Bremswiderstand mit 3 bezeichnet. Oben
links liegt das Netz 4 und der Höchststromschalter 5, rechts daneben die Hilfsvorschaltwiderstände
6, 7 und 8, darunter das polarisierte Relais g . (gestrichelt eingerahmt) und unter
diesem das Schütz 1o zur Verbindung der Motoren mit dem Netz. Das polarisierte Relais
g besitzt drei Wicklungen, und zwar eine an der Netzspannung liegende Erregerspule
i i, eine von der Differenzspannung zwischen der Motorspannung und der Netzspannung
gespeiste Spule i-2 und eine Stromwicklung 13. Das Relais hat ferner einen
Anker 1q., der beim Ausschlagen in der einen oder anderen Richtung die Kontaktarme
15 und 16 mitnimmt. Das Schütz io wird durch die Spule 17 betätigt und weist einen
Arbeitshilfskontakt 18 auf. Der Höchststromschalter 5 hat zwei Spulen, und zwar
eine Überstromspule ig und eine Fernauslösespule 20.
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Beim Beginn der Bremsung nehmen sämtliche Teile die in der Zeichnung
abgebildete Lage ein. Die Erregerspule i i liegt mit einem Ende über die Leitungen
21 und 22 an der Netzspannung und reit dem anderen Ende über die Hilfswiderstände
7 und 8 an Erde. Die Spannungsspule 12 wird von der Differenzspannung zwischen dem
Netz und den Motoren erregt. Sie ist einerseits über den oberen Kontaktarm 15, die
Leitungen 25 und 21 an das Netz und mit dem anderen Ende an den Motorkreis angeschlossen.
Überwiegt bei der Bremsung die Ankerspannung der Motoren die Netzspannung, so schlägt
der Anker 14 des polarisierten Relais im Uhrzeigersinne aus und legt dadurch den
Kontakthebel 16 an seinen festen Gegenkontakt 26. Dadurch wird der Stromkreis für
die Spule 17 des Bremsschützes io vom Netz über die Leitung 2i, Erregerspule i i,
Widerstand 7 und den ersten Teil des Widerstandes 8, Kontaktarm 16, Kontakt
2,6 durch die Spule 17 zur Erde geschlossen, so daß das Schütz anziehen und
die Motoren an das Netz schalten kann. Hierbei wird auch der Hilfskontakt 18 des
Schützes io geschlossen. Wenn nun die Spannung des bremsenden Motors soweit nachläßt,
daß sie unterhalb des Wertes der Netzspannung liegt, so verläßt der Anker 14 die
eingenommene Stellung und öffnet den Kontakt 26. Der Stromkreis der Zugspule 17
des Schützes io wird dadurch unterbrochen, und es muß unter ordnungsmäßigen Zuständen
eine öffnung des Schützes io und eine Abtrennung der Motoren von dem Netz erfolgen.
Sollte das Schütz io aber aus irgendeinem Grunde hängengeblieben sein. so wird trotzdem
eine Abtrennung des Motors, und zwar durch Unterbrechung des Höchststromschalters
5, auf folgendem Wege herbeigeführt.
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Der Anker 1q. des polarisierten Relais geht bei Umkehr der Stromrichtung
in seiner Spule 13 nicht nur in die Nullage zurück, sondern über diese hinaus in
entgegengesetzter Richtung. Dabei wird der Kontakthebel 15 mitgenommen und so bewegt,
daß er seinen Kontakt 27 öffnet und seinen Kontakt 28 schließt. Durch Schließung
des Kontaktes 28 wird die Fernauslösespule des Schalters 5 vom NI etzq, über die
Leitungeno-i und 25, den Kontakthebel 15, Kontakt 28, Hilfskontakt 18 des Schützes
io (der bei hängengebliebenem Schütz geschlossen bleibt) erregt. Dadurch kommt der
Höchststromschalter zur Ausschaltung, so daß eine sichere Unterbrechung des Hauptstromkreises
gewährleistet ist. Gleichzeitig wird durch öffnung des Kontaktes 27 die unmittelbare
Verbindung der Spannungsspule mit dem Netz aufgehoben, so daß diese Spule nur noch
über den Schutzwiderstand 6 an der Netzspannung liegt.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des polarisierten Relais wird
nachstehend beschrieben. Sie ist in der Zeichnung nicht abgebildet, da sie auch
so verständlich ist.
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Das polarisierte Relais erhält einen weiteren Magnetanker, der zweckmäßig
parallel, neben, über oder unter dem bereits vorhandenen Anker liegt. Der erste
Anker hat seinenDrehpunkt in derMitte (wie derAnker 14. gemäß der Zeichnung), so
daß er waagebalkenartig nach zwei Richtungen ausschlagen kann. Der zweite Magnetanker
erhält-seinen Drehpunkt am Außenende und wird durch einen Ausschlag so gesperrt,
daß er nur in einer Richtung ausschlagen kann. Er wird zwar mitpolarisiert, ist
aber vorwiegend von der Feldspule des Relais abhängig. Damit er aber nicht bei hohen
Rückge-winnungsstromspitzen zur unrechten Zeit wirkt, wird die Anschlagrichtung
auf diejenige Seite gelegt, hach der sein bei Rückgewinnungsstrom polarisiertes
Drehmoment gerichtet ist.
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Der Zweck dieser Anordnung ist der, beim Fehlen von aus dem Netz gespeisten
Stromverbrauchern während der Nutzbremsschaltung
den neuen Anker
unter dem Einfluß der wachsenden Bremsüberspannung durch die Feldspule zu zwingen,
auszuschlagen, damit durch Hilfskontakte die Auslösespule des Höchststromschalters
erregt und dieser zum Ausschalten gebracht werden kann. In diesem Falle werden nämlich
die aus dem Netz gespeisten Lampen vor allzu hohen Spannungen geschützt. Dieser
Auslösestromkreis wird, wie es bereits an Hand der Zeichnung erläutert wurde, über
die Hilfskontakte des Rückgewinnungsschützes geführt, damit der Höchststromschalter
nur dann zum Ausschalten gebracht wird, wenn das Rückgewinnungsschütz nicht angesprochen
hat. Hatte das Rückgewinnungsschütz bereits vorher ausgeschaltet, so sind die Lampen
sowieso nicht mehr gefährdet.
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Die Abb. 2 läßt in beispielsweiser Ausführungsform die Verbindung
des Rückgewinnungsschützes mit dem Höchststromschalter erkennen. Die bereits in
der Abb. i vorkommenden Teile sind hier mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Der Höchststrom-; Schalter 5 besitzt eine Überstromspule i9, eine Einschaltspule
29 und eine Ausschaltspule 2o, ferner zwei Hilfskontaktpaare 30 und 31 und
einen permanenten- Magneten 32 zum Festhalten des beweglichen Schaltteiles in der
Einschalt-Lage. Wird der Kontakt 2,6 des polarisierten Relais in der bereits
beschriebenen Weise geschlossen, so erhält die Einschaltspule 29 des Höchststromschalters
5 über die Ruhekontakte 3o Strom und bewirkt eine Aufwärts-5 .bewegung des beweglichen
Schaltteiles des Schalters 5. Hierbei werden die Hauptkontakte 34 und die Hilfskontakte
3i geschlossen. Nachdem die Schließlage endgültig erreicht ist, werden die Hilfskontakte
30 geöffnet, so daß die Kontakte des empfindlichen polarisierten Relais geschont
werden. Die Einschaltlage des Höchststromschalters 5 wird durch den permanenten
Magneten32 aufrechterhalten, an dessen Polen der mit dem bewege lichen Schaltgestänge
verbundene Anker 33 klebt. Die Schließung der Hilfskontakte 31
bewirkt nichts,
solange der Kontakt 28 des polarisierten Relais stromlos bleibt. Schlägt nunmehr
das polarisierte Relais in der anderen Richtung aus, so wird die Auslösespule 2o
des Höchststromschalters 5 von dem Kontakt 28 über die geschlossenen Hilfskontakte
31 gespeist, und es erfolgt eine Abwärtsbewegung des Schaltgestänges an dem Schalter
5. Dabei wird der Anker 33 von seinem Magneten 32 abgerissen, und es findet eine
schnelle Trennung der Hauptkontakte 34 statt. Gleichzeitig werden auch die Hilfskontakte
31 wieder geöffnet, so daß der Strom der Auslösespule 2o sofort wieder unterbrochen
wird.